一種自給充裝的燃料電池氫氣供氣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型為一種自給充裝的燃料電池氫氣供氣系統(tǒng)，具體涉及燃料電池領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，燃料電池系統(tǒng)使用的氫氣主要由高壓氫氣瓶提供，由于單一氣瓶?jī)?chǔ)存的氫氣量比較少，所以氫氣用完時(shí)需要人工更換氫氣瓶。為了供燃料電池系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作，現(xiàn)行的解決方法一般可以利用多組氣瓶進(jìn)行串聯(lián)，由此增加燃料電池系統(tǒng)的工作時(shí)間；或者采用如申請(qǐng)?zhí)枮?01410055789.0的專(zhuān)利《雙獨(dú)立式燃料電池氫氣供氣系統(tǒng)》的方法，采用多個(gè)供氣系統(tǒng)，在更換其中一個(gè)供氣系統(tǒng)的氫氣瓶時(shí)，由另外一組供氣系統(tǒng)為燃料電池系統(tǒng)提供氫氣?，F(xiàn)有方法從一定程度上延長(zhǎng)了燃料電池系統(tǒng)的工作時(shí)間，但更換氫氣瓶耗費(fèi)人力、物力，且需要定期維護(hù)，不能從本質(zhì)上解決問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提拱一種自給充裝的燃料電池氫氣供氣系統(tǒng)，既能保證燃料電池系統(tǒng)正常工作，又可避免人工更換氫氣瓶。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下所述:一種自給充裝的燃料電池氫氣供氣系統(tǒng)，包括氫氣產(chǎn)生單元、氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元、增壓泵、阻火器、控制閥門(mén)、水管路及多條氫氣管路。所述氫氣產(chǎn)生單元產(chǎn)生的氫氣，通過(guò)增壓泵增壓后進(jìn)入氫氣儲(chǔ)存和供應(yīng)單元，由氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元存儲(chǔ)；當(dāng)燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元將存儲(chǔ)的氫氣通過(guò)阻火器、控制閥門(mén)，由氫氣管路輸送進(jìn)入燃料電池系統(tǒng)，所述控制閥門(mén)用于控制氫氣是否進(jìn)入燃料電池系統(tǒng)；燃料電池系統(tǒng)中反應(yīng)時(shí)最終生成的水，通過(guò)燃料電池系統(tǒng)和氫氣產(chǎn)生單元之間連接的水管路提供給所述氫氣產(chǎn)生單元，用于繼續(xù)制造氫氣；氫氣產(chǎn)生單元、氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元、燃料電池系統(tǒng)之間分別通過(guò)氫氣管路依次連接。
[0005]進(jìn)一步的，氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元包括匯流排和存儲(chǔ)部分。匯流排由氫氣管路構(gòu)成，管路可以為一路或多路。其中任一路管路中，始端連接氫氣產(chǎn)生單元，用于匯聚氫氣產(chǎn)生單元生成的氫氣；中間部分連接存儲(chǔ)部分，用于對(duì)存儲(chǔ)部分進(jìn)行氫氣灌裝；末端連接燃料電池系統(tǒng)，用于為燃料電池系統(tǒng)提供氫氣。
[0006]進(jìn)一步的，匯流排的其中任一路管路，其始端設(shè)置一個(gè)單向進(jìn)口閥門(mén)，用于控制氫氣進(jìn)入?yún)R流排以及防止氫氣倒流回氫氣產(chǎn)生單元；其末端設(shè)置一個(gè)出口閥門(mén)，用于控制氫氣是否進(jìn)入燃料電池系統(tǒng)以及控制氫氣流量。
[0007]進(jìn)一步的，氫氣產(chǎn)生單元為氫氣發(fā)生器，可采用電解水制氫機(jī)、甲醇重組器或天然氣重組器。
[0008]進(jìn)一步的，氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元的存儲(chǔ)部分可以為氫氣瓶，可采用不銹鋼瓶或碳纖維纏繞瓶，數(shù)量大于等于2。
[0009]進(jìn)一步的，在管路上于氫氣通過(guò)增壓泵后位置處設(shè)置一個(gè)壓力表，用于監(jiān)控增壓后的氫氣壓力。
[0010]進(jìn)一步的，在阻火器和閥門(mén)之間增加一個(gè)安全閥門(mén)。當(dāng)壓力過(guò)大或存在其他危險(xiǎn)情況時(shí)，可在氫氣進(jìn)入燃料電池系統(tǒng)之前釋放部分或全部氫氣，以降低氫氣壓強(qiáng)或不向燃料電池系統(tǒng)輸送氫氣。
[0011]進(jìn)一步的，氫氣發(fā)生器，增壓泵，壓力表以及所有閥門(mén)均可遠(yuǎn)程控制。所有閥門(mén)均可為電磁閥。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型提供的自給充裝的燃料電池氫氣供氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0013](I)自給充裝的燃料電池氫氣供氣系統(tǒng)；(2)氫氣發(fā)生器；(3)匯流排；(4)增壓泵；(5)壓力表；(6)阻火器；(7&)、(713)、(7。)、(7(1)、(76)、(70氫氣瓶；(8&)、(813)單向進(jìn)口閥門(mén)；(9a)、(9b)出口閥門(mén)；(10)控制閥門(mén)；(11)安全閥門(mén)；(12)燃料電池系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合本實(shí)用新型的示意圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0015]如圖1所示，為本實(shí)用新型提供的一種自給充裝的燃料電池氫氣供氣系統(tǒng)(1)，包括氫氣發(fā)生器(2 )、匯流排(3 )、燃料電池系統(tǒng)(12 )，三者通過(guò)氫氣管路依次連接。氫氣發(fā)生器(2)依次通過(guò)增壓泵(4)、壓力表(5)并連接至匯流排(3);匯流排(3)依次通過(guò)阻火器(6 )、安全閥門(mén)(11)、控制閥門(mén)(10 )并連接至燃料電池系統(tǒng)(12 )。
[0016]匯流排(3)由兩路氫氣管路構(gòu)成，如圖所示，上下兩路氫氣管路分別連接有3個(gè)氫氣瓶(7a)_ (7c)和(7d)_ (7f)。上面一路氫氣管路其始端設(shè)置有單向進(jìn)口閥門(mén)(8a)，末端設(shè)置有出口閥門(mén)(9a);下面一路氫氣管路其始端設(shè)置有單向進(jìn)口閥門(mén)(Sb)，末端設(shè)置有出口閥門(mén)(％)。通過(guò)選擇打開(kāi)或關(guān)閉單向進(jìn)口閥門(mén)(8a)、(Sb)中的一個(gè)或全部，選擇僅對(duì)其中一路氫氣管路中連接的氫氣瓶灌裝氫氣，或?qū)λ袣錃馄抗嘌b或不灌裝氫氣；通過(guò)選擇打開(kāi)或關(guān)閉出口閥門(mén)(9a)、(9b)中的一個(gè)或全部，選擇僅采用其中一路氫氣管路中連接的氫氣瓶輸送氫氣至燃料電池系統(tǒng)(12)，或采用兩路中的所有氫氣瓶輸送或不輸送氫氣至燃料電池系統(tǒng)(12 )。本實(shí)施例中的閥門(mén)均采用電磁閥。
[0017]自給充裝的燃料電池氫氣供氣系統(tǒng)(I)工作時(shí)，開(kāi)啟氫氣發(fā)生器(2)工作，生成的氫氣經(jīng)過(guò)增壓泵(4)，由氫氣管路進(jìn)入?yún)R流排(3)中匯聚并存儲(chǔ)至氫氣瓶。單向進(jìn)口閥門(mén)(8a)、(8b)選擇用于存儲(chǔ)氫氣的氫氣瓶，壓力表(5)監(jiān)控增壓后的氫氣。
[0018]當(dāng)燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由出口閥門(mén)(9a)、(9b)選擇氫氣瓶為燃料電池系統(tǒng)(12)提供氫氣，輸送出的氫氣通過(guò)阻火器(6)、安全閥門(mén)(11)和控制閥門(mén)(10)，經(jīng)由氫氣管路進(jìn)入燃料電池系統(tǒng)(12)?？刂崎y門(mén)(10)用于控制氫氣是否進(jìn)入燃料電池系統(tǒng)(12)。安全閥門(mén)
(11)用于出現(xiàn)緊急情況例如壓力過(guò)大或其他危險(xiǎn)情況時(shí)，在氫氣進(jìn)入燃料電池系統(tǒng)(12)之前釋放部分或全部氫氣，以降低氫氣壓強(qiáng)或不向燃料電池系統(tǒng)(12)輸送氫氣。燃料電池系統(tǒng)(12)中進(jìn)行一系列反應(yīng)最終生成的水則通過(guò)水管路提供給氫氣發(fā)生器(2)，用于繼續(xù)制造氫氣。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:由于該系統(tǒng)使用了氫氣發(fā)生器，可現(xiàn)場(chǎng)制氫、自給充裝，無(wú)需更換氫氣瓶即可保證燃料電池系統(tǒng)正常工作；氫氣發(fā)生器，增壓泵，壓力表，電磁閥等確保了系統(tǒng)的安全性，且均可遠(yuǎn)程控制，無(wú)需人工操作；燃料電池系統(tǒng)反應(yīng)生成的水可直接用于氫氣發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)再利用。本系統(tǒng)可節(jié)省大量人力、物力，運(yùn)行成本低，免維護(hù)，能耗低，應(yīng)用前景廣泛。
[0020]以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳可行實(shí)施例而已，并非局限于本實(shí)用新型的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本實(shí)用新型的權(quán)利范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自給充裝的燃料電池氫氣供氣系統(tǒng)，用于為燃料電池系統(tǒng)提供氫氣，包括氫氣產(chǎn)生單元、氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元、增壓泵、阻火器、控制閥門(mén)、水管路及多條氫氣管路，其特征在于:所述氫氣產(chǎn)生單元產(chǎn)生的氫氣，通過(guò)增壓泵增壓后進(jìn)入氫氣儲(chǔ)存和供應(yīng)單元，由氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元存儲(chǔ)；當(dāng)燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元將存儲(chǔ)的氫氣通過(guò)阻火器、控制閥門(mén)，由氫氣管路輸送進(jìn)入燃料電池系統(tǒng)，所述控制閥門(mén)用于控制氫氣是否進(jìn)入燃料電池系統(tǒng)；燃料電池系統(tǒng)中反應(yīng)時(shí)最終生成的水，通過(guò)燃料電池系統(tǒng)和氫氣產(chǎn)生單元之間連接的水管路提供給所述氫氣產(chǎn)生單元，用于繼續(xù)制造氫氣；氫氣產(chǎn)生單元、氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元、燃料電池系統(tǒng)之間分別通過(guò)氫氣管路依次連接。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元包括匯流排和存儲(chǔ)部分，匯流排由氫氣管路構(gòu)成，管路可以為一路或多路；其中任一路管路中，始端連接氫氣產(chǎn)生單元，用于匯聚氫氣產(chǎn)生單元生成的氫氣；中間部分連接存儲(chǔ)部分，用于對(duì)存儲(chǔ)部分進(jìn)行氫氣灌裝；末端連接燃料電池系統(tǒng)，用于為燃料電池系統(tǒng)提供氫氣。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述匯流排的其中任一路管路，其始端設(shè)置一個(gè)單向進(jìn)口閥門(mén)，用于控制氫氣進(jìn)入?yún)R流排和防止氫氣倒流回氫氣產(chǎn)生單元；其末端設(shè)置一個(gè)出口閥門(mén)，用于控制氫氣是否進(jìn)入燃料電池系統(tǒng)和控制氫氣流量。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:氫氣產(chǎn)生單元為氫氣發(fā)生器，可采用電解水制氫機(jī)、甲醇重組器或天然氣重組器。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述存儲(chǔ)部分為氫氣瓶，可選為不銹鋼瓶或碳纖維纏繞瓶，氣瓶數(shù)量大于等于2。
6.如權(quán)利要求1所述的自給充裝的燃料電池氫氣供氣系統(tǒng)，其特征在于:設(shè)置一個(gè)壓力表來(lái)監(jiān)控經(jīng)過(guò)所述增壓泵增壓后的氫氣。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:在阻火器和閥門(mén)之間設(shè)置一個(gè)安全閥門(mén)，當(dāng)壓力過(guò)大或存在其他危險(xiǎn)情況時(shí)，可在氫氣進(jìn)入燃料電池系統(tǒng)之前釋放部分或全部氫氣，以降低氫氣壓強(qiáng)或不向燃料電池系統(tǒng)輸送氫氣。
8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于:所有閥門(mén)均為電磁閥。
9.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述氫氣發(fā)生器，增壓泵，壓力表及所有閥門(mén)均可遠(yuǎn)程控制，無(wú)需人工操作。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自給充裝的燃料電池氫氣供氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括氫氣產(chǎn)生單元、氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元，所述氫氣產(chǎn)生單元產(chǎn)生氫氣，經(jīng)過(guò)增壓泵進(jìn)入氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元；氫氣儲(chǔ)存及供應(yīng)單元存儲(chǔ)氫氣并將氫氣提供給燃料電池系統(tǒng)；燃料電池系統(tǒng)中反應(yīng)時(shí)最終生成的水又提供給所述氫氣產(chǎn)生單元，以用于繼續(xù)制造氫氣。采用本實(shí)用新型，可節(jié)省大量人力、物力，運(yùn)行成本低，免維護(hù)，能耗低，應(yīng)用前景廣泛。
【IPC分類(lèi)】H01M8-04
【公開(kāi)號(hào)】CN204271190
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420696320
【發(fā)明人】趙媛媛, 佘沛亮, 仙存妮, 刁立鵬, 吳宏亮
【申請(qǐng)人】雙登集團(tuán)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月15日
【申請(qǐng)日】2014年11月20日